[发明专利]一种γ-氯丙基三氯硅烷的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于化学制剂制备领域，尤其是一种γ-氯丙基三氯硅烷的生产方法。

背景技术

γ-氯丙基三氯硅烷(Cl(CH₂)₃SiCl₃)是硅烷偶联剂中最基本的单体，以其为主要生产原料可以深加工生产几十种高档硅烷偶联剂等产品，如γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷，牙科复合树脂、有机硅抗菌整理剂、光学玻璃防雾剂等。硅烷偶联剂主要应用于玻璃纤维增强材料中和橡胶制品，可强化复合材料的物理功能，如强度、韧度、电性能、耐水、耐腐蚀性等；另外，还用作环氧、丁腈橡胶等粘接剂和聚氨酯、氯丁橡胶等密封剂中的增粘剂等。硅烷偶联剂是继有机硅三大产品-硅油、硅橡胶、硅树脂之后的第四大类有机硅产品，其在有机硅工业中的地位日趋重要，已成为现代有机硅工业、有机高分子工业、复合材料工业以及相关高科技技术领域中必不可少的配套化学助剂，由于该产品不断攀升，因此该产品具有很好的市场前景。

自γ-氯丙基三氯硅烷实现工业化生产以来，国内外围绕催化剂、优化反应条件、降低成本、提高收率等热点研究课题对该产品的合成研究一直没有中断过，尽管提出了多种有理论研究价值的工艺和方案，但就以三氯硅烷和氯丙烯为原料合成γ-氯丙基三氯硅烷而言，由工业化应用价值的工艺方案并不多。

硅氢加成反应常以过渡金属铂的配合物为最有效对于均相催化剂可通过改变配位体来调节金属活性中心的立体效应或电子环境，从而改变其活性和选择性。

以前沿用比较成熟的γ-氯丙基三氯硅烷催化剂的配位体为氯铂酸-异丙醇，三氯氢硅与氯丙酸发生加成反应时，需要在60℃以上才起催化作用，这样就要求低沸点的三氯氢硅必须过量，由于温度过高，造成了副反应的增多，因此该反应收率在63％-65％之间，纯度98％。

据检索，发现专利文献CN1056881公开了一种硅偶联剂及硅偶联剂中间体r-氯丙基三氯硅烷的制备工艺，该工艺是以三氯硅烷和氯丙烯为原料，以铂、铑、钯等化合物或络合物作为催化剂，以吩噻嗪、二苯胺、苯二胺等作为助催化剂，一步合成r-氯丙基三氯硅烷。与现有技术相比，本发明可减少反应副产物，使反应收率达到70％以上。具体工艺为：以三氯硅烷和氯丙烯为原料，以铂、铑、钯化合物或络合物作为催化剂，以吩噻嗪、二苯胺、苯二胺作为助催化剂，一步合成r-氯丙基三氯硅烷的制备工艺，其特征在于回收套用了含有铂、铑、钯化合物或络合物的催化剂的反应蒸馏残液，回收套用了主要成份为四氯化硅、丙基三氯硅烷的反应蒸馏前馏份。

经过比对，上述专利与本专利存在较大区别。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种收率高、纯度高、副反应少的γ-氯丙基三氯硅烷的生产方法。

本发明实现目的的技术方案如下：

一种γ-氯丙基三氯硅烷的生产方法，原料三氯硅烷和氯丙烯混合料在催化剂的作用下反应生成γ-氯丙基三氯硅烷，其特征在于：所述催化剂为氯铂酸∶二乙烯基四甲基二硅氧烷的重量份数比为2∶1。

而且，所述催化剂的用量与三氯硅烷和氯丙烯重量之和的比为1∶100-150。

而且，所述三氯硅烷和氯丙烯的摩尔比为1∶1。

而且，所述三氯硅烷和氯丙烯混合料在催化剂的作用下反应生成γ-氯丙基三氯硅烷的反应温度为常温。

而且，所述三氯硅烷和氯丙烯混合料的反应速度为0.4-0.5L/min。

而且，所述三氯硅烷和氯丙烯混合料在催化剂的作用下反应生成γ-氯丙基三氯硅烷的反应步骤如下：

在闭式搪瓷釜中内充满保护气N₂，加入催化剂，从高位罐中向搪瓷釜内加入原料三氯硅烷和氯丙烯混合料，其中三氯硅烷和氯丙烯摩尔比为1∶1，加入方式为：从高位罐向搪瓷釜内均匀滴加原料三氯硅烷和氯丙烯混合料，控制滴加速度，0.4-0.5L/min，再保持2小时，停止反应，降温，待出料即可，

所述催化剂的用量与三氯硅烷和氯丙烯重量之和的比为1∶100-150重量比。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明涉及的γ-氯丙基三氯硅烷(Cl(CH₂)₃SiCl₃)的生产方法反应，反应的催化剂采用全新氯铂酸配位体二乙烯基四甲基二硅氧烷(也可称为：四甲基二乙烯基二硅氧烷)，该催化剂能在室温条件下催化加成反应发生，节省了加热时使用的能量，减少能耗，同时降低了设备要求。